EP0263283A2 - Bogie for a railroad vehicle - Google Patents

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EP0263283A2
EP0263283A2 EP87112224A EP87112224A EP0263283A2 EP 0263283 A2 EP0263283 A2 EP 0263283A2 EP 87112224 A EP87112224 A EP 87112224A EP 87112224 A EP87112224 A EP 87112224A EP 0263283 A2 EP0263283 A2 EP 0263283A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bogie
steering device
preferably according
angle
wheel sets
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP87112224A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0263283A3 (en
EP0263283B1 (en
Inventor
Gabor Harsy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schweizerische Industrie Gesellschaft
Original Assignee
Schweizerische Industrie Gesellschaft
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Filing date
Publication date
Application filed by Schweizerische Industrie Gesellschaft filed Critical Schweizerische Industrie Gesellschaft
Priority to AT87112224T priority Critical patent/ATE60555T1/en
Publication of EP0263283A2 publication Critical patent/EP0263283A2/en
Publication of EP0263283A3 publication Critical patent/EP0263283A3/en
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/38—Arrangements or devices for adjusting or allowing self- adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves, e.g. sliding axles, swinging axles
    • B61F5/44—Adjustment controlled by movements of vehicle body

Definitions

  • the present invention relates to a bogie for a rail vehicle with at least two wheel sets and at least one passive steering device, which each pivotably connects two wheel sets to one another and has a third control lever provided with a pivot point for pivotably connecting to a car body, and a rail vehicle.
  • DE-PS 31 19 164 As an active steering device in the prior art, the embodiment shown in DE-PS 31 19 164 is known, the horizontally arranged linkage of which is actuated in normal operation by means of a piston-cylinder unit via a control unit, which receives its impulse from an encoder which does this Game of the flange of a wheel to the inside edge of the rail detected.
  • Passive steering devices derive their adjustment movement directly from the turning angle, which is only available in sufficient size when cornering through the car body moving relative to the bogie.
  • CH-PS 183 368 has already attempted to create a steering device which is arranged horizontally between the body and the bogie and uses its relative turning movement.
  • the articulation point of the car body is on the inside, i.e. its distance from the common longitudinal median plane of the car body / bogie is smaller than the corresponding distance of the bogie-side fixed point by which the rod is unscrewed.
  • CH-PS 644 806 Another, also horizontally arranged steering device is shown in CH-PS 644 806, which has an internal articulation point of the car body with respect to the bogie-side fixed point. Otherwise, this version is extremely complex in that an attempt is made to generate a non-linear lever movement for the steering of the wheel sets by means of a four-bar linkage and correspondingly increased pivot points. This is intended to achieve stable vehicle running on straight sections and progressively increasing leverage with increasing section curvature.
  • the present invention has for its object to provide a bogie with a passive steering device for rail vehicles, especially for vehicles with small radii, such as trams and light rail vehicles, with at least one steering device being arranged approximately horizontally between the bogie and car body, and their relative turning movements be used as an adjustment variable for the wheel set control so that the rubber-elastic elements used in the pivot and articulation points of the steering device sought are optimal in terms of their angle of rotation.
  • leading and trailing wheelsets of a bogie should m.W. are forcibly aligned with the center of the curve due to the relative unscrewing movement between the car body and the bogie due to cornering by means of at least one, preferably horizontally arranged linkage.
  • the invention solves this problem according to the wording of claim 1 by, because of its special arrangement, it offers the known advantages of a steering device (avoidance of sheet running noise, longer service life of the wheel sets) and at the same time the to date has been able to prevent disadvantages associated with the use of such devices (high wear in the pivot points).
  • a bogie 2, 2 ⁇ is pivoted under a car body 1 by a turning angle ⁇ depending on a curve radius R and a pivot distance 2a *.
  • ⁇ arc sin .
  • the ratio of the setting angle ⁇ to the turning angle ⁇ finally forms a transmission ratio G, known as "passive steering gain", for the carriage-side forced control of the wheel sets of a bogie by means of a passive steering device.
  • G the transmission ratio
  • Fig. 3 the known from the prior art, horizontal steering devices passive type 10, 20 and their effects in relation to an angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9 provided at all pivot and hinge points are compared to a steering device 30 according to the invention.
  • a steering device 30 for the better overview, only one bogie side with steering device is shown, because of the steering devices arranged on both sides of a longitudinal center plane 4 on a bogie 2, 2 ⁇ in mirror image.
  • a passive steering device 10 mentioned at the beginning of the prior art is shown, which is arranged horizontally in a bogie 2, 2 ⁇ and has an “inner” articulation point 11 of the body 1.
  • “inside” is the relation of a distance b5 of the articulation point 11 compared to a distance b4 of a fixed point 13, around which the turning out of the steering device 10 takes place, to its common longitudinal center plane 4.
  • the relationship is: b5 ⁇ b4.
  • the steering device 10 shown consists of an inwardly directed control lever 12 which does not protrude beyond the longitudinal center plane 4 and which is rotatably mounted on the bogie 2, 2 ⁇ in a fixed point 13 on the one hand and on the other hand has the two pivot points 14, 15, one of which is longitudinal Control rod 16, 17 connects to the hinge points 18, 19 of the two wheel sets 3, 3 instruments.
  • the ratio of the distances includes the relation of a distance b1 or b2 of the associated hinge point 18 or 19, as the point of application of the control rod 16 or 17 in question on the respective wheel set 3 or 3 ⁇ , compared to a distance b5 of the inner articulation point 11 to their common longitudinal median plane 4.
  • Das relationship describes the relation of a distance b4 of a fixed point 13 on the bogie 2, 2 ⁇ , around which the turning out of the steering device 10 takes place, compared to a distance b5 of an internal articulation point 11, to the common longitudinal center plane 4 thereof.
  • a passive steering device 20 mentioned at the beginning of the prior art is shown, which is arranged horizontally in a bogie 2, 2 ⁇ and has an “outside” articulation point 21 of the car body 1.
  • "Outside” is the relation of a distance b5 of the articulation point 21 to a distance b4 of a fixed point 23 on the bogie 2, 2 ⁇ , around which the turning-out movement of the steering device 20 takes place, referred to its common longitudinal center plane 4.
  • the relationship is: b5> b4.
  • the steering device 20 shown consists of an outwardly directed control lever 22, which on the one hand is rotatably mounted on the bogie 2, 2 ⁇ in a fixed point 23 and on the other hand has the two pivot points 24, 25, each of which has a longitudinal control rod 26, 27 to connect the hinge points 28, 29 of the two wheel sets 3, 3 ⁇ .
  • the effect of a steering device 20 with an external articulation point 21 with respect to the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9 provided in all pivot points is visible in a graphical representation, which shows the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9 as a function of those values which result from the ratio of the distances or surrender.
  • the ratio of the distances includes the relation of a distance b1 or b2 of the associated articulation point 28 or 29, as the point of application of the control rod 26 or 27 in question on the respective wheel set 3 or 3 ⁇ , compared to a distance b5 of the outer articulation point 21 to their common Longitudinal median plane 4.
  • the ratio describes the relation of a distance b4 of a fixed point 23 on the bogie 2, 2 ⁇ , around which the turning movement of the steering device 20 takes place, with respect to a distance b5 an external articulation point 21, to the common longitudinal median plane 4.
  • a comparative analysis of the effect of a steering device 10 with an internal articulation point 11 compared to a steering device 20 with an external articulation point 21 shows clear disadvantages for the latter type in relation to the twist angle ⁇ of the rubber-elastic elements 9.
  • a passive steering device 30 which is arranged horizontally in a bogie 2, 2 ⁇ and has an “internal negative” articulation point 31 of the body 1, such that the articulation point 31 extends over the longitudinal center plane 4 protrudes.
  • the term “internally negative” denotes the relation of a distance -b5 of the articulation point 31 to a distance b4 of a fixed point 33 on the bogie 2, 2 ⁇ , around which the turning-out movement of the steering device 30 takes place, to its common longitudinal center plane 4.
  • the relationship is: -b5 ⁇ o.
  • the steering device 30 consists of an inwardly directed, beyond the longitudinal center plane 4 control lever 32, which is rotatably mounted on the one hand on the bogie 2, 2 Vietnamese in a fixed point 33 and on the other hand has the two pivot points 34, 35, each of which has a longitudinal control rod 36, 37 establishes the connection to the articulation points 38, 39 of the two wheel sets 3, 3 ⁇ .
  • the effect of a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 with respect to the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9 provided in all pivot points is visible in a graphical representation, which shows the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9 as a function of the values that result from them the ratio of the distances surrender.
  • the ratio of the distances includes the relation of a distance b1 or b2 of the associated hinge point 38 or 39, as the point of application of the control rod 36 or 37 in question on the respective wheel set 3 or 3 ⁇ , with respect to a distance -b5 of the inner, negative articulation point 31 to their common longitudinal median plane 4 .
  • the relationship describes the relation of a distance b44 of a fixed point 33 on the bogie 2,2 ⁇ , around which the turning out of the steering device 30 takes place, compared to a distance -b5 of an internal, negative articulation point 31 to its common longitudinal center plane 4.
  • a comparative consideration of the effect of a steering device 20 with an external articulation point 21 compared to a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 shows clear advantages for the design according to the invention in relation to the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9. These result from the fact that the angle of rotation ⁇ , as can be shown mathematically, always assumes a value that is greater than the angle of rotation ⁇ of a bogie 2.2 ⁇ under a car body 1 when cornering.
  • a comparative examination of the effect of a steering device 10 with an internal articulation point 11 compared to a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 also shows advantages for the design according to the invention in relation to the angle of rotation ⁇ of the rubber-elastic elements 9. These are clearly visible through the position of the area N in the coordinate system or its three limit curves. With one of the ratios described above as the input variable, the effective rotation angle ⁇ for the rubber-elastic elements 9 of each pivot point of a steering device 30 according to the invention can be immediately compared to that of a steering device 20.
  • the steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 fulfills a long-standing, unsatisfied need, in that, due to its special arrangement, it offers the advantages of a steering device known per se (avoidance of arc running noise and longer service life of the wheel sets) and at the same time that with disadvantages associated with the use of such devices (high wear in the pivot points) is able to prevent.
  • the two bogies 2, 2 ' are pivoted in a known manner relative to the car body 1, seen in plan view, in the opposite direction of rotation about their vertical axis of rotation.
  • the bogie 2 is pivoted counterclockwise by a deflection angle ⁇ and the bogie 2 ⁇ by the same deflection angle ⁇ clockwise in a left curve, whereby a horizontal between car body 1 by the articulation point 31 visible in FIG. 4 and bogie 2.2 ⁇ arranged steering device 30 is put into action.
  • the control lever 32 which is rotatably mounted on the bogie 2, 2 'at a fixed point 33, rotates counterclockwise by the setting angle ⁇ and actuates the two longitudinal control rods 36, 37 each in tension.
  • the radial setting of the two wheel sets 3, 3 ⁇ is in each case carried out by the setting angle ⁇ , the wheel set 3 being aligned counterclockwise and the wheel set 3 ⁇ clockwise toward the center of the curve 5.
  • the relationship exists with respect to the angular relationships in the shown steering device 30 with an internal, negative articulation point: ⁇ ⁇ ⁇ .
  • a passive steering device 30 shown in FIG. 4 with an internal, negative articulation point 31 is preferably suitable for use with bogies which enable the radial setting of the wheel sets by means of two articulated half frames.
  • two steering devices 30 In a bogie with a conventional bogie frame, two steering devices 30 must be arranged in mirror images on both sides of a longitudinal center plane 4 for each bogie for the forced radial adjustment of the wheel sets, whereby the relative movements of the radially adjusting wheel sets can be accommodated in the wheel set guide or primary suspension.
  • the steering device according to the invention acts on the leading and trailing wheel sets of a bogie.

Landscapes

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Abstract

The bogie for a rail vehicle comprises a minimum of two wheelsets and at least one passive steering device (30). Each of these connects two wheelsets (3, 3') together so that they can swivel. It has a third control lever (32) with a coupling point (31) for forming a swivel connection with a coach body. The pivot points (38, 39) for swivelling the wheelsets (3, 3') are located on one side of the longitudinal centre plane (4) of the bogie (2, 2') and the coupling point (31) for the coach body on the other side of the longitudinal centre plane (4) or actually in this. This bogie is of particular advantage on vehicles negotiating small radii of curvature such as trams and municipal railways since the flexible rubber elements used on the swivel and pivot points of the steering device have optimum conditions with regard to their angle of torsion. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen und mindestens einer passiven Lenkeinrichtung, welche je­weils zwei Radsätze schwenkbar miteinander verbindet und einen dritten, mit Anlenkpunkt versehenen Steuer­hebel zum schwenkbaren Verbinden mit einem Wagenkasten aufweist sowie ein Schienenfahrzeug.The present invention relates to a bogie for a rail vehicle with at least two wheel sets and at least one passive steering device, which each pivotably connects two wheel sets to one another and has a third control lever provided with a pivot point for pivotably connecting to a car body, and a rail vehicle.

Bei Schienenfahrzeugen mit Drehgestellen sind aktive und passive Lenkeinrichtungen für deren Radsatzsteuerung bekannte Mittel, um die bei Kurvenfahrt auftretenden Gleitvorgänge zwischen Rad und Schiene zu eliminieren.In rail vehicles with bogies, active and passive steering devices for their wheel set control are known means of eliminating the sliding between wheel and rail that occurs when cornering.

Insbesondere das Befahren enger Gleisbögen, wie sie z.B. bei Strassen- und Stadtbahnen vorkommen, stellt für die Bandagen der Radsätze eine hohe thermische Be­lastung dar, welche sich in Form von erhöhtem Verschleiss, einhergehend mit dem als lästig empfundenen "Kurven­quietschen", bemerkbar macht.In particular, driving on narrow track arches, such as those that occur in trams and light rail vehicles, represents a high thermal load for the bandages of the wheel sets, which manifests itself in the form of increased wear, along with the annoying "squeaking curves".

Als aktive Lenkeinrichtung ist im Stande der Technik die in der DE-PS 31 19 164 gezeigte Ausführung bekannt, deren horizontal angeordnetes Gestänge im Normalbetrieb mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit über eine Steuer­einheit betätigt wird, die ihren Impuls durch einen Geber erhält, welcher das Spiel des Spurkranzes eines Rades zur Schieneninnenkante erfasst.As an active steering device in the prior art, the embodiment shown in DE-PS 31 19 164 is known, the horizontally arranged linkage of which is actuated in normal operation by means of a piston-cylinder unit via a control unit, which receives its impulse from an encoder which does this Game of the flange of a wheel to the inside edge of the rail detected.

Passive Lenkeinrichtungen hingegen leiten ihre Verstell­bewegung unmittelbar vom Ausdrehwinkel ab, wie er sich in genügender Grösse nur bei Kurvenfahrt durch den sich re­lativ zum Drehgestell bewegenden Wagenkasten ergibt.Passive steering devices, on the other hand, derive their adjustment movement directly from the turning angle, which is only available in sufficient size when cornering through the car body moving relative to the bogie.

So wurde bereits mit der CH-PS 183 368 versucht, eine horizontal zwischen Wagenkasten und Drehgestell angeordnete und deren relative Ausdrehbewegung nutzen­de Lenkeinrichtung zu schaffen. Bei dieser horizontal angeordneten Version des Lenkgestänges befindet sich der Anlenkpunkt des Wagenkastens jeweils innenliegend, d.h. sein Abstand von der gemeinsamen Längsmittelebene des Wagenkastens/Drehgestells ist kleiner als der ent­sprechende Abstand des drehgestellseitigen Festpunktes, um den die Ausdrehbewegung des Gestänges erfolgt.CH-PS 183 368 has already attempted to create a steering device which is arranged horizontally between the body and the bogie and uses its relative turning movement. In this horizontally arranged version of the steering linkage, the articulation point of the car body is on the inside, i.e. its distance from the common longitudinal median plane of the car body / bogie is smaller than the corresponding distance of the bogie-side fixed point by which the rod is unscrewed.

Rückblickend gesehen vermochte sich diese Ausführungs­form in früheren Jahren noch nicht durchzusetzen, da den Vorteilen (höhere Standzeiten der Radsätze) ebenso gros­se Nachteile (Verschleiss in den Drehpunkten der Lenk­einrichtung) entgegen standen.In retrospect, this embodiment could not be implemented in previous years because the advantages (longer service life of the wheel sets) were also opposed to major disadvantages (wear in the pivot points of the steering device).

Mit der heute zur Verfügung stehenden Technologie ist es jedoch unter Verwendung von gummielastischen Elementen in den Drehpunkten einer Lenkeinrichtung möglich, diese wartungsfrei auszuführen.With the technology available today, however, it is possible, using rubber-elastic elements in the pivot points of a steering device, to carry it out maintenance-free.

Eine solche Lösung wird beispielsweise in der CH-PS 609 292 gezeigt, wo gummielastische Elemente in den Drehpunkten einer horizontal angeordneten Lenkeinrichtung Verwendung finden. Hierbei befindet sich der Anlenkpunkt des Wagenkastens jeweils aussenliegend, d.h. sein Ab­stand von der Längsmittelebene ist grösser als der ent­sprechende Abstand des drehgestellseitigen Festpunktes, um den die Ausdrehbewegung des Gestänges erfolgt.Such a solution is shown for example in CH-PS 609 292, where rubber-elastic elements are used in the pivot points of a horizontally arranged steering device. The articulation point of the car body is located on the outside, i.e. its distance from the median longitudinal plane is greater than the corresponding distance from the bogie-side fixed point by which the rod is unscrewed.

Eine weitere, ebenfalls horizontal angeordnete Lenk­einrichtung wird in der CH-PS 644 806 gezeigt, welche in bezug auf den drehgestellseitigen Festpunkt einen innenliegenden Anlenkpunkt des Wagenkastens aufweist. Ansonsten zeigt sich diese Ausführung dadurch ausser­ordentlich aufwendig, dass mittels je eines Gelenk­vierecks und entsprechend vermehrten Drehpunkten ver­sucht wird, eine unlineare Hebelbewegung für die Len­kung der Radsätze zu erzeugen. Hierdurch soll auf gera­den Strecken ein stabiler Fahrzeuglauf und mit zunehmen­der Streckenkrümmung eine progressiv zunehmende Hebel­übersetzung erreicht werden.Another, also horizontally arranged steering device is shown in CH-PS 644 806, which has an internal articulation point of the car body with respect to the bogie-side fixed point. Otherwise, this version is extremely complex in that an attempt is made to generate a non-linear lever movement for the steering of the wheel sets by means of a four-bar linkage and correspondingly increased pivot points. This is intended to achieve stable vehicle running on straight sections and progressively increasing leverage with increasing section curvature.

Mittlerweile haben praktische Betriebserfahrungen mit passiven Lenkeinrichtungen der zuvor beschriebenen Bau­arten jedoch gezeigt, dass der Einfluss des Sinuslaufs bei der Geradeausfahrt eines Schienenfahrzeuges für das Auslösen einer Radsatzsteuerung keine Einfluss­grösse darstellt, da die sich hieraus ergebenden Aus­drehwinkel zwischen Drehgestell und Wagenkasten für einen entsprechenden Impuls viel zu gering sind.In the meantime, practical operating experience with passive steering devices of the types described above has shown that the influence of sinusoidal movement when a rail vehicle is traveling straight ahead does not influence the triggering of a wheelset control, since the resulting turning angle between the bogie and the body of the vehicle is far too small for a corresponding pulse are.

Für eine passive Lenkeinrichtung der vorgenannten Bau­arten ergibt sich vielmehr eine generelle Einschränkung bei der Verwendung von gummielastischen Elementen, her­rührend aus deren zulässigen Ausdrehwinkel, die im Sinne einer Ueberbeanspruchung bzw. Dauerhaltbarkeit vorge­gebene Werte nicht ständig überschreiten dürfen.Rather, for a passive steering device of the aforementioned types, there is a general restriction when using rubber-elastic elements, resulting from their permissible unscrewing angle, which must not constantly exceed predetermined values in the sense of overstress or durability.

Daher hat die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Drehgestell mit einer passiven Lenkeinrichtung für Schie­nenfahrzeuge, insbesondere für kleine Kurvenradien be­fahrende Fahrzeuge, wie Strassen- und Stadtbahnwagen zu schaffen, wobei mindestens eine Lenkeinrichtung der­art annähernd horizontal zwischen Drehgestell und Wagen­kasten angeordnet ist, und deren relative Ausdrehbewe­gungen als Verstellgrösse für die Radsatzsteuerung ge­nutzt werden,dass für die in den Dreh- und Gelenkpunkten der gesuchten Lenkeinrichtung verwendeten gummielasti­schen Elemente optimale Verhältnisse bezüglich deren Verdrehwinkel herrschen.Therefore, the present invention has for its object to provide a bogie with a passive steering device for rail vehicles, especially for vehicles with small radii, such as trams and light rail vehicles, with at least one steering device being arranged approximately horizontally between the bogie and car body, and their relative turning movements be used as an adjustment variable for the wheel set control so that the rubber-elastic elements used in the pivot and articulation points of the steering device sought are optimal in terms of their angle of rotation.

Die jeweils vor- und nachlaufenden Radsätze eines Dreh­gestells sollen m.a.W. durch die relative Ausdrehbewegung zwischen Wagenkasten und Drehgestell infolge Kurven­fahrt mittels mindestens einem, vorzugsweise horizontal angeordneten Gestänge zwangsweise auf den Kurvenmittel­punkt hin ausgerichtet werden.The leading and trailing wheelsets of a bogie should m.W. are forcibly aligned with the center of the curve due to the relative unscrewing movement between the car body and the bogie due to cornering by means of at least one, preferably horizontally arranged linkage.

Die Erfindung löst diese Aufgabe gemäss dem Wortlaut des Anspruchs 1, indem sie aufgrund ihrer besonderen Anordnung die an sich bekannten Vorteile einer Lenk­einrichtung (Vermeidung der Bogenlaufgeräusche, höhere Standzeiten der Radsätze) bietet und gleichzeitig die bislang mit der Verwendung derartiger Einrichtungen einhergehenden Nachteile (hoher Verschleiss in den Dreh­punkten) zu verhindern in der Lage ist.The invention solves this problem according to the wording of claim 1 by, because of its special arrangement, it offers the known advantages of a steering device (avoidance of sheet running noise, longer service life of the wheel sets) and at the same time the to date has been able to prevent disadvantages associated with the use of such devices (high wear in the pivot points).

Die Erfindung wird anschliessend anhand einer Zeichnung beispielsweise erläutert sowie deren Wirkung und Funk­tionsweise beschrieben.The invention is subsequently explained, for example, with reference to a drawing, and its effect and mode of operation are described.

Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines, im Gleis­bogen stehenden Drehgestell-Schienenfahrzeuges in Draufsicht,
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung der Radialstellung zweier Radsätze eines Drehgestells in Draufsicht,
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung verschiedener Lenkeinrichtungen und deren Wirkungen bezüglich dem Verdrehwinkel ihrer gummielastischen Elemente,
  • Fig. 4 eine Lenkeinrichtung für die Radialstellung zweier Radsätze eines Drehgestells in Drauf­sicht.
Show it:
  • 1 is a schematic representation of a bogie rail vehicle standing on the track curve in plan view,
  • 2 is a schematic representation of the radial position of two wheel sets of a bogie in plan view,
  • 3 shows a schematic illustration of various steering devices and their effects with regard to the angle of rotation of their rubber-elastic elements,
  • Fig. 4 shows a steering device for the radial position of two wheel sets of a bogie in plan view.

Bei einem gemäss Fig. 1 im Gleisbogen stehenden Dreh­gestell-Schienenfahrzeug werden je ein Drehgestell 2, 2ʹ um einen Ausdrehwinkel α in Abhängigkeit eines Kur­venradius R und eines Drehzapfenabstandes 2a* unter einem Wagenkasten 1 verschwenkt. Für den hieraus resul­tierenden Ausdrehwinkel α eines Drehgestells 2, 2ʹ ergibt sich die Beziehung: α = arc sin

Figure imgb0001
.In a bogie rail vehicle standing in the track curve according to FIG. 1, a bogie 2, 2ʹ is pivoted under a car body 1 by a turning angle α depending on a curve radius R and a pivot distance 2a *. For the resulting turning angle α of a bogie 2, 2ʹ, the relationship is: α = arc sin
Figure imgb0001
.

Unter diesen Verhältnissen ist in Fig. 2 innerhalb eines, einen Achsabstand 2a⁺ aufweisenden Drehgestells 2, 2ʹ die Situation für einen erforderlichen Einstellwinkel ψ je eines Radsatzes 3, 3ʹ bei vollkommener Radial­stellung infolge Ausrichtung auf einen Kurvenmittel­punkt 5 eines Gleisbogens mit dem Kurvenradius R ge­zeigt. Für den hieraus resultierenden Einstellwin­kel Ψ eines Radsatzees 3, 3ʹ ergibt sich die Beziehung: Ψ = arc sin

Figure imgb0002
.Under these conditions, the situation for a required setting angle ψ of a wheel set 3, 3ʹ with a perfect radial position due to alignment with a curve center 5 of a track curve with the curve radius R is shown in Fig. 2 within a bogie 2, 2ʹ having a center distance 2a⁺. For the resulting setting angle Ψ of a wheel set 3, 3ʹ, the relationship is: Ψ = arc sin
Figure imgb0002
.

Das Verhältnis des Einstellwinkels Ψ zum Ausdrehwin­kel α bildet schliesslich ein, als "Passive Steering Gain" bekanntes Uebersetzungsverhältnis G für die wa­genkastenseitige Zwangssteuerung der Radsätze eines Drehgestells mittels einer passiven Lenkeinrichtung. Für das Uebersetzungsverhältnis G ergibt sich die Be­ziehung: G =

Figure imgb0003
.The ratio of the setting angle Ψ to the turning angle α finally forms a transmission ratio G, known as "passive steering gain", for the carriage-side forced control of the wheel sets of a bogie by means of a passive steering device. For the translation ratio G, the relationship is: G =
Figure imgb0003
.

In Fig. 3 sind die aus dem Stand der Technik her be­kannten, horizontalen Lenkeinrichtungen passiver Art 10, 20 und deren Wirkungen in bezug auf einen Ver­drehwinkel φ der an allen Dreh- und Gelenkpunkten vor­gesehenen gummielastischen Elemente 9 einer erfin­dungsgemässen Lenkeinrichtung 30 gegenübergestellt. Hierbei ist der besseren Uebersicht wegen von den, beid­seits einer Längsmittelebene 4 an einem Drehgestell 2, 2ʹ spiegelbildlich angeordneten Lenkeinrichtungen jeweils nur eine Drehgestellseite mit Lenkeinrichtung versehen, dargestellt.In Fig. 3, the known from the prior art, horizontal steering devices passive type 10, 20 and their effects in relation to an angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 provided at all pivot and hinge points are compared to a steering device 30 according to the invention. For the better overview, only one bogie side with steering device is shown, because of the steering devices arranged on both sides of a longitudinal center plane 4 on a bogie 2, 2ʹ in mirror image.

Im oberen linken Quadranten der Fig. 3 ist eine ein­gangs zum Stande der Technik erwähnte passive Lenkein­richtung 10 gezeigt, welche horizontal in einem Dreh­gestell 2, 2ʹ angeordnet ist und einen "innenliegen­den" Anlenkpunkt 11 des Wagenkastens 1 aufweist. Mit "innenliegend" ist hierbei die Relation eines Abstan­des b₅ des Anlenkpunktes 11 gegenüber einem Abstand b₄ eines Festpunktes 13, um den die Ausdrehbewegung der Lenkeinrichtung 10 erfolgt, zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4 bezeichnet. Für eine Lenkeinrich­tung 10 mit innenliegendem Anlenkpunkt 11 ergibt sich die Beziehung: b₅ < b₄.In the upper left quadrant of FIG. 3, a passive steering device 10 mentioned at the beginning of the prior art is shown, which is arranged horizontally in a bogie 2, 2ʹ and has an “inner” articulation point 11 of the body 1. With "inside" is the relation of a distance b₅ of the articulation point 11 compared to a distance b₄ of a fixed point 13, around which the turning out of the steering device 10 takes place, to its common longitudinal center plane 4. For a steering device 10 with an internal articulation point 11, the relationship is: b₅ <b₄.

Die gezeigte Lenkeinrichtung 10 besteht aus einem nach innen gerichteten, nicht über die Längsmittelebene 4 hinausragenden Steuerhebel 12, der einerseits am Dreh­gestell 2, 2ʹ in einem Festpunkt 13 drehbar gelagert ist und andererseits die beiden Drehpunkte 14, 15 aufweist, von denen aus je eine längsliegende Steuer­stange 16, 17 die Verbindung zu den Gelenkpunkten 18, 19 der beiden Radsätze 3, 3ʹ herstellt.The steering device 10 shown consists of an inwardly directed control lever 12 which does not protrude beyond the longitudinal center plane 4 and which is rotatably mounted on the bogie 2, 2ʹ in a fixed point 13 on the one hand and on the other hand has the two pivot points 14, 15, one of which is longitudinal Control rod 16, 17 connects to the hinge points 18, 19 of the two wheel sets 3, 3sätze.

Die Wirkung einer Lenkeinrichtung 10 mit innenliegendem Anlenkpunkt 11 in bezug auf die Verdrehwinkel φ der in allen Drehpunkten vorgesehenen gummielastischen Ele­mente 9 wird in einer graphischen Darstellung sichtbar, welche den Verdrehwinkel φ. der gummielastischen Elemente 9 in Abhängigkeit derjenigen Werte zeigt, die sich aus dem Verhältnis der Abstände

Figure imgb0004
ergeben.The effect of a steering device 10 with an internal articulation point 11 with respect to the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 provided in all points of rotation can be seen in a graphic representation which shows the angle of rotation φ. of the rubber-elastic elements 9 depending on the values resulting from the ratio of the distances
Figure imgb0004
 surrender.

Das Verhältnis der Abstände

Figure imgb0005
beinhaltet die Relation eines Abstandes b₁ bzw. b₂ des zugehörigen Gelenkpunktes 18 bzw. 19, als dem Angriffspunkt der betreffenden Steuerstange 16 bzw. 17 am jeweiligen Rad­satz 3 bzw. 3ʹ, gegenüber einem Abstand b₅ des innen­liegenden Anlenkpunktes 11 zu deren gemeinsamer Längs­mittelebene 4. Das Verhältnis
Figure imgb0006
 beschreibt die Rela­tion eines Abstandes b₄ eines Festpunktes 13 am Dreh­gestell 2, 2ʹ, um den die Ausdrehbewegung der Lenkein­richtung 10 erfolgt, gegenüber einem Abstand b₅ eines innenliegenden Anlenkpunktes 11, zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4.The ratio of the distances
Figure imgb0005
 includes the relation of a distance b₁ or b₂ of the associated hinge point 18 or 19, as the point of application of the control rod 16 or 17 in question on the respective wheel set 3 or 3ʹ, compared to a distance b₅ of the inner articulation point 11 to their common longitudinal median plane 4. Das relationship
Figure imgb0006
 describes the relation of a distance b₄ of a fixed point 13 on the bogie 2, 2ʹ, around which the turning out of the steering device 10 takes place, compared to a distance b₅ of an internal articulation point 11, to the common longitudinal center plane 4 thereof.

Hierdurch ergibt sich für die Grösse des Verdrehwin­kels φ der gummielastischen Elemente 9 ein Bereich J, welcher oberhalb dem Verhältnis 1 liegt. Mit einer der zuvor beschriebenen Verhältniszahlen als Eingangs­grösse, lassen sich die effektiven Verdrehwinkel φ für die gummielastischen Elemente 9 eines jeden Dreh­punktes der Lenkeinrichtung 10 mit aussenliegendem An­lenkpunkt 11 sofort aus den Funktionskurven ablesen. Hierbei besteht jeweils die Beziehung: φ > Ψ.This results in a region J for the size of the twist angle φ of the rubber-elastic elements 9, which is above the ratio 1. Using one of the previously described ratio numbers as an input variable, the effective torsion angles φ for the rubber-elastic elements 9 of each pivot point of the steering device 10 with an external articulation point 11 can be read off immediately from the function curves. Here there is the relationship: φ> Ψ.

Im oberen rechten Quadranten der Fig. 3 ist eine ein­gangs zum Stande der Technik erwähnte passive Lenk­einrichtung 20 gezeigt, welche horizontal in einem Drehgestell 2, 2ʹ angeordnet ist und einen "aussen­liegenden" Anlenkpunkt 21 des Wagenkastens 1 aufweist. Mit "aussenliegend" ist hierbei die Relation eines Ab­standes b₅ des Anlenkpunktes 21 gegenüber einem Ab­stand b₄ eines Festpunktes 23 am Drehgestell 2, 2ʹ, um den die Ausdrehbewegung der Lenkeinrichtung 20 er­folgt, zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4 bezeich­net. Für eine Lenkeinrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21 ergibt sich die Beziehung: b₅ > b₄.In the upper right quadrant of FIG. 3, a passive steering device 20 mentioned at the beginning of the prior art is shown, which is arranged horizontally in a bogie 2, 2ʹ and has an “outside” articulation point 21 of the car body 1. "Outside" is the relation of a distance b₅ of the articulation point 21 to a distance b₄ of a fixed point 23 on the bogie 2, 2ʹ, around which the turning-out movement of the steering device 20 takes place, referred to its common longitudinal center plane 4. For a steering device 20 with an external articulation point 21, the relationship is: b₅> b₄.

Die gezeigte Lenkeinrichtung 20 besteht aus einem nach aussen gerichteten Steuerhebel 22, der einerseits am Drehgestell 2, 2ʹ in einem Festpunkt 23 drehbar gela­gert ist und andererseits die beiden Drehpunkte 24, 25 aufweist, von denen aus je eine längsliegende Steuer­stange 26, 27 die Verbindung zu den Gelenkpunkten 28, 29 der beiden Radsätze 3, 3ʹ herstellt.The steering device 20 shown consists of an outwardly directed control lever 22, which on the one hand is rotatably mounted on the bogie 2, 2ʹ in a fixed point 23 and on the other hand has the two pivot points 24, 25, each of which has a longitudinal control rod 26, 27 to connect the hinge points 28, 29 of the two wheel sets 3, 3ʹ.

Die Wirkung einer Lenkeinrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21 in bezug auf die Verdrehwinkel φ der in allen Drehpunkten vorgesehenen gummielastischen Ele­mente 9 wird in einer graphischen Darstellung sicht­bar, welche den Verdrehwinkel φ der gummielastischen Elemente 9 in Abhängigkeit derjenigen Werte zeigt, die sich aus dem Verhältnis der Abstände

Figure imgb0007
oder
Figure imgb0008
 ergeben. Das Verhältnis der Abstände beinhaltet die Relation eines Abstandes b₁ bzw. b₂ des zugehörigen Gelenkpunktes 28 bzw. 29, als dem Angriffspunkt der betreffenden Steuerstange 26 bzw. 27 am jeweiligen Rad­satz 3 bzw. 3ʹ, gegenüber einem Abstand b₅ des aussen­liegenden Anlenkpunktes 21 zu deren gemeinsamer Längs­mittelebene 4. Das Verhältnis
Figure imgb0009
 beschreibt die Rela­tion eines Abstandes b₄ eines Festpunktes 23 am Dreh­gestell 2, 2ʹ, um den die Ausdrehbewegung der Lenk­einrichtung 20 erfolgt, gegenüber einem Abstand b₅ eines aussenliegenden Anlenkpunktes 21, zu deren gemein­samer Längsmittelebene 4.The effect of a steering device 20 with an external articulation point 21 with respect to the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 provided in all pivot points is visible in a graphical representation, which shows the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 as a function of those values which result from the ratio of the distances
Figure imgb0007
 or
Figure imgb0008
 surrender. The ratio of the distances includes the relation of a distance b₁ or b₂ of the associated articulation point 28 or 29, as the point of application of the control rod 26 or 27 in question on the respective wheel set 3 or 3ʹ, compared to a distance b₅ of the outer articulation point 21 to their common Longitudinal median plane 4. The ratio
Figure imgb0009
 describes the relation of a distance b₄ of a fixed point 23 on the bogie 2, 2ʹ, around which the turning movement of the steering device 20 takes place, with respect to a distance b₅ an external articulation point 21, to the common longitudinal median plane 4.

Hierdurch ergibt sich für die Grösse des Verdrehwinkels φ der gummielastischen Elemente 9 ein Bereich A. Die­ser liegt oberhalb eines Nulldurchganges mit der Be­ziehung φ = α. Mit einer der zuvor beschriebenen Ver­hältniszahlen als Eingangsgrösse lassen sich die effek­tiven Verdrehwinkel φ für die gummielastischen Elemente 9 eines jeden Drehpunktes der Lenkeinrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21 sofort aus den Funktions­kurven ablesen. Hierbei besteht jeweils die Beziehung: φ > α.This results in a region A for the size of the twist angle φ of the rubber-elastic elements 9. This lies above a zero crossing with the relation φ = α. With one of the ratios described above as an input variable, the effective torsion angle φ for the rubber-elastic elements 9 of each pivot point of the steering device 20 with an external articulation point 21 can be read off immediately from the function curves. Here there is the relationship: φ> α.

Eine vergleichende Betrachtung der Wirkung einer Lenk­einrichtung 10 mit innenliegendem Anlenkpunkt 11 ge­genüber einer Lenkeinrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21 zeigt für die letztgenannte Bauart deutliche Nachteile in bezug auf die Verdrehwinkel φ der gummielastischen Elemente 9. Diese resultieren daraus, dass der Verdrehwinkel φ, wie sich mathematisch zeigen lässt, stets einen Wert annimmt, der grösser ist als der Ausdrehwinkel α eines Drehgestells 2, 2ʹ unter einem Wagenkasten 1 bei Kurvenfahrt. Hierdurch ist eine Lenk­einrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21, ins­besondere für kleine Kurvenradien befahrende Fahrzeuge, wie Strassen- und Stadtbahnwagen, bei den sich zwangs­läufig ergebenden grossen Ausdrehwinkeln α vorzugswei­se nicht anwendbar.A comparative analysis of the effect of a steering device 10 with an internal articulation point 11 compared to a steering device 20 with an external articulation point 21 shows clear disadvantages for the latter type in relation to the twist angle φ of the rubber-elastic elements 9. These result from the fact that the twist angle φ, as is mathematically shows, always assumes a value that is greater than the turning angle α of a bogie 2, 2ʹ under a car body 1 when cornering. As a result, a steering device 20 with an external articulation point 21, in particular for vehicles traveling on small radii of curvature, such as trams and light rail vehicles, is preferably not applicable to the large turning angles α which inevitably result.

Im unteren rechten Quadranten der Fig. 3 ist eine er­findungsgemässe, passive Lenkeinrichtung 30 gezeigt, welche horizontal in einem Drehgestell 2, 2ʹ angeordnet ist und einen "innenliegenden negativen" Anlenkpunkt 31 des Wagenkastens 1 aufweist, derart, dass der Anlenk­punkt 31 über die Längsmittelebene 4 hinausragt. Mit "innenliegend negativ" ist hierbei die Relation eines Abstandes -b₅ des Anlenkpunktes 31 gegenüber einem Ab­Abstand b₄ eines Festpunktes 33 am Drehgestell 2, 2ʹ, um den die Ausdrehbewegung der Lenkeinrichtung 30 erfolgt, zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4 bezeichnet. Für eine Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, nega­tivem Anlenkpunkt 31 ergibt sich die Beziehung: -b₅ < o.In the lower right quadrant of FIG. 3, a passive steering device 30 according to the invention is shown, which is arranged horizontally in a bogie 2, 2ʹ and has an “internal negative” articulation point 31 of the body 1, such that the articulation point 31 extends over the longitudinal center plane 4 protrudes. The term “internally negative” denotes the relation of a distance -b₅ of the articulation point 31 to a distance b₄ of a fixed point 33 on the bogie 2, 2ʹ, around which the turning-out movement of the steering device 30 takes place, to its common longitudinal center plane 4. For a steering device 30 with an internal, negative articulation point 31, the relationship is: -b₅ <o.

Die erfindungsgemässe Lenkeinrichtung 30 besteht aus einem nach innen gerichteten, über die Längsmittelebene 4 hinausragenden Steuerhebel 32, der einerseits am Dreh­gestell 2, 2ʹ in einem Festpunkt 33 drehbar gelagert ist und andererseits die beiden Drehpunkte 34, 35 auf­weist, von denen aus je eine längsliegende Steuerstange 36, 37 die Verbindung zu den Gelenkpunkten 38, 39 der beiden Radsätze 3, 3ʹ herstellt.The steering device 30 according to the invention consists of an inwardly directed, beyond the longitudinal center plane 4 control lever 32, which is rotatably mounted on the one hand on the bogie 2, 2punkt in a fixed point 33 and on the other hand has the two pivot points 34, 35, each of which has a longitudinal control rod 36, 37 establishes the connection to the articulation points 38, 39 of the two wheel sets 3, 3ʹ.

Die Wirkung einer erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 in bezug auf die Verdrehwinkel φ der in allen Drehpunkten vorge­sehenen gummielastischen Elemente 9 wird in einer graphischen Darstellung sichtbar, welche den Verdrehwinkel φ der gummielastischen Elemente 9 in Abhängigkeit derjenigen Werte zeigt, die sich aus dem Verhältnis der Abstände

Figure imgb0010
ergeben. Das Verhältnis der Abstände
Figure imgb0011
 beinhaltet die Relation eines Abstandes b₁ bzw. b₂ des zugehörigen Gelenkpunktes 38 bzw 39, als dem Angriffspunkt der betreffenden Steuerstange 36 bzw. 37 am jeweiligen Radsatz 3 bzw. 3ʹ, gegenüber einem Abstand -b₅ des innenliegenden, negativen Anlenkpunktes 31 zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4. Das Verhältnis
Figure imgb0012
 beschreibt die Relation eines Abstandes b4₄ eines Festpunktes 33 am Drehgestell 2,2ʹ, um den die Ausdrehbe­wegung der Lenkeinrichtung 30 erfolgt, gegenüber einem Abstand -b₅ eines innenliegenden, negativen Anlenkpunktes 31 zu deren gemeinsamer Längsmittelebene 4.The effect of a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 with respect to the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 provided in all pivot points is visible in a graphical representation, which shows the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9 as a function of the values that result from them the ratio of the distances
Figure imgb0010
 surrender. The ratio of the distances
Figure imgb0011
 includes the relation of a distance b₁ or b₂ of the associated hinge point 38 or 39, as the point of application of the control rod 36 or 37 in question on the respective wheel set 3 or 3ʹ, with respect to a distance -b₅ of the inner, negative articulation point 31 to their common longitudinal median plane 4 . The relationship
Figure imgb0012
 describes the relation of a distance b4₄ of a fixed point 33 on the bogie 2,2ʹ, around which the turning out of the steering device 30 takes place, compared to a distance -b₅ of an internal, negative articulation point 31 to its common longitudinal center plane 4.

Hierdurch ergibt sich für die Grösse des Verdrehwinkels φ der gummielastischen Elemente 9 ein Bereich N. Dieser liegt unterhalb eines Nulldurchganges mit der Beziehung φ = α. Mit einer der zuvor beschriebenen Verhältniszahlen als Eingangsgrösse, lassen sich die effektiven Verdreh­winkel φ für die gummielastischen Elemente 9 eines jeden Drehpunktes der erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 aus den Funktionskurven sofort ablesen. Hierbei besteht jeweils die Beziehung: Ψ < φ < α.This results in a range N for the size of the twist angle φ of the rubber-elastic elements 9. This range lies below a zero crossing with the relationship φ = α. With one of the previously described ratio numbers as the input variable, the effective rotation angle φ for the rubber-elastic elements 9 of each pivot point of the steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 can be read off immediately from the function curves. Here there is the relationship: Ψ <φ <α.

Eine vergleichende Betrachtung der Wirkung einer Lenk­einrichtung 20 mit aussenliegendem Anlenkpunkt 21 gegen­über einer erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 zeigt für die erfindungsgemässe Bauart deutliche Vorteile in bezug auf die Verdrehwinkel φ der gummielastischen Elemente 9. Diese resultieren daraus, dass der Verdrehwinkel φ , wie sich mathematisch zeigen lässt, stets einen Wert annimmt, der grösser ist als der Ausdrehwinkel α eines Drehgestells 2,2ʹ unter einem Wagenkasten 1 bei Kurvenfahrt.A comparative consideration of the effect of a steering device 20 with an external articulation point 21 compared to a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 shows clear advantages for the design according to the invention in relation to the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9. These result from the fact that the angle of rotation φ, as can be shown mathematically, always assumes a value that is greater than the angle of rotation α of a bogie 2.2ʹ under a car body 1 when cornering.

Eine vergleichende Betrachtung der Wirkung einer Lenk­einrichtung 10 mit innenliegendem Anlenkpunkt 11 gegenüber einer erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 mit innen­liegendem, negativem Anlenkpunkt 31 zeigt für die er­findungsgemässe Bauart ebenfalls Vorteile in bezug auf den Verdrehwinkel φ der gummielastischen Elemente 9. Diese werden deutlich sichtbar durch die Lage des Bereichs N im Koordinatensystem bzw. dessen drei Grenzkurven. Mit einer der zuvor beschriebenen Verhältniszahlen als Eingangsgrösse, lassen sich die effektiven Verdrehwinkel φ für die gummielastischen Elemente 9 eines jeden Dreh­punktes einer erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 den­jenigen einer Lenkeinrichtung 20 sofort gegenüberstellen. Hierbei ergeben sich für eine erfindungsgemässe Lenk­einrichtung 30 in bezug auf die Ausdrehwinkel φ der gummi­elastischen Elemente 9 bedeutend kleinere Werte, so dass sich die erfindungsgemässe Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 in besonderer Weise für kleine Kurvenradien befahrende Fahrzeuge, wie Strassen- und Stadtbahnwagen, bei den sich zwangsläufig ergebenden grossen Ausdrehwinkeln α, eignet.A comparative examination of the effect of a steering device 10 with an internal articulation point 11 compared to a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 also shows advantages for the design according to the invention in relation to the angle of rotation φ of the rubber-elastic elements 9. These are clearly visible through the position of the area N in the coordinate system or its three limit curves. With one of the ratios described above as the input variable, the effective rotation angle φ for the rubber-elastic elements 9 of each pivot point of a steering device 30 according to the invention can be immediately compared to that of a steering device 20. This results in significantly smaller values for a steering device 30 according to the invention with respect to the unscrewing angle φ of the rubber-elastic elements 9, so that the steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 in particular Way for vehicles traveling on small curve radii, such as trams and light rail vehicles, with the inevitably resulting large turning angles α.

Hierdurch erfüllt die erfindungsgemässe Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 ein seit langem, bestehendes, unbefriedigtes Bedürfnis, indem sie aufgrund ihrer besonderen Anordnung die an sich bekannten Vorteile einer Lenkeinrichtung (Vermeidung der Bogenlaufgeräusche und höhere Standzeiten der Radsätze) bietet und gleichzeitig die bislang mit der Verwendung derartiger Einrichtungen einhergehenden Nachteile (hoher Verschleiss in den Drehpunkten) zu verhindern in der Lage ist.As a result, the steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31 fulfills a long-standing, unsatisfied need, in that, due to its special arrangement, it offers the advantages of a steering device known per se (avoidance of arc running noise and longer service life of the wheel sets) and at the same time that with disadvantages associated with the use of such devices (high wear in the pivot points) is able to prevent.

Fig. 4 dient der Erläuterung der Funktionsweise einer erfindungsgemässen Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31.4 serves to explain the mode of operation of a steering device 30 according to the invention with an internal, negative articulation point 31.

Beim Durchfahren eines Gleisbogens werden gemäss Fig. 1 die beiden Drehgestelle 2,2ʹ in bekannter Weise gegenüber dem Wagenkasten 1, in der Draufsicht gesehen, je im entgegengesetzten Drehsinn um ihre vertikale Drehachse ausgeschwenkt. Bei einer angenommenen Fahrtrichtung gemäss Pfeil 8 werden z.B. in einer Linkskurve das Drehgestell 2 um einen Auslenkwinkel α gegen den Uhrzeigersinn und das Drehgestell 2ʹ um den gleichen Auslenkwinkel α im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt, wobei durch den in Fig. 4 sichtbaren Anlenkpunkt 31 eine horizontal zwischen Wagenkasten 1 und Drehgestell 2,2ʹ angeordnete Lenkeinrichtung 30 in Tätigkeit gesetzt wird. Hierbei dreht sich der am Drehgestell 2,2' in einem Festpunkt 33 drehbar gelagerte Steuerhebel 32 um den Einstellwinkel φ gegen den Uhrzeigersinn und betätigt die beiden längsliegenden Steuerstangen 36,37 jeweils auf Zug. Hierdurch erfolgt zwangsweise die radiale Einstellung der beiden Radsätze 3,3ʹ jeweils um den Einstellwinkel Ψ , wobei der Radsatz 3 gegen den Uhrzeigersinn und der Radsatz 3ʹ mit dem Uhrzeigersinn auf den Kurvenmittelpunkt 5 hin ausgerichtet wird. Für den Auslenkvorgang besteht bezüglich der Winkelverhältnisse bei der gezeigten Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt die Beziehung: Ψ < φ < α.1, the two bogies 2, 2 'are pivoted in a known manner relative to the car body 1, seen in plan view, in the opposite direction of rotation about their vertical axis of rotation. Assuming the direction of travel according to arrow 8, the bogie 2 is pivoted counterclockwise by a deflection angle α and the bogie 2ʹ by the same deflection angle α clockwise in a left curve, whereby a horizontal between car body 1 by the articulation point 31 visible in FIG. 4 and bogie 2.2ʹ arranged steering device 30 is put into action. Here, the control lever 32, which is rotatably mounted on the bogie 2, 2 'at a fixed point 33, rotates counterclockwise by the setting angle φ and actuates the two longitudinal control rods 36, 37 each in tension. As a result, the radial setting of the two wheel sets 3, 3ʹ is in each case carried out by the setting angle Ψ, the wheel set 3 being aligned counterclockwise and the wheel set 3ʹ clockwise toward the center of the curve 5. For the deflection process, the relationship exists with respect to the angular relationships in the shown steering device 30 with an internal, negative articulation point: Ψ <φ <α.

Eine in Fig. 4 gezeigte passive Lenkeinrichtung 30 mit innenliegendem, negativem Anlenkpunkt 31 eignet sich vorzugsweise zur Anwendung bei Drehgestellen, welche die Radialeinstellung der Radsätze mittels zweier gelenkig miteinander verbundenen Halbrahmen ermöglichen. Bei einem Drehgestell mit konventionellem Drehgestellrahmen müssen pro Drehgestell für die zwangsweise Radialeinstellung der Radsätze zwei Lenkeinrichtungen 30 spiegelbildlich beidseits einer Längsmittelebene 4 angeordnet werden, wobei die Relativbewegungen der sich radial einstellenden Radsätze in der Radsatzführung bzw. Primärfederung aufgenommen werden können. Bei Drehgestellen, welche mehr als zwei Radsätze aufweisen, wirkt die erfindungsgemässe Lenkeinrichtung auf den jeweils vor- und nachlaufenden Radsatz eines Drehgestells.A passive steering device 30 shown in FIG. 4 with an internal, negative articulation point 31 is preferably suitable for use with bogies which enable the radial setting of the wheel sets by means of two articulated half frames. In a bogie with a conventional bogie frame, two steering devices 30 must be arranged in mirror images on both sides of a longitudinal center plane 4 for each bogie for the forced radial adjustment of the wheel sets, whereby the relative movements of the radially adjusting wheel sets can be accommodated in the wheel set guide or primary suspension. In bogies that have more than two wheel sets, the steering device according to the invention acts on the leading and trailing wheel sets of a bogie.

Alle in der Beschreibung und/oder den Figuren darge­stellten Einzelteile und Einzelmerkmale sowie deren Permutationen, Kombinationen und Variationen sind erfinderisch und zwar für n Einzelteile und Einzel­merkmale mit den Werten n = 1 bis n → ∞ .All the individual parts and individual features shown in the description and / or the figures, as well as their permutations, combinations and variations, are inventive, namely for n individual parts and individual features with the values n = 1 to n → ∞.

Claims (10)

1. Drehgestell für ein Schienenfahrzeug mit mindestens zwei Radsätzen und mindestens einer passiven Lenkein­richtung (30), welche jeweils zwei Radsätze (3, 3ʹ) schwenkbar miteinander verbindet und einen dritten, mit Anlenkpunkt (31) versehenen Steuerhebel (32) zum schwenkbaren Verbinden mit einem Wagenkasten (1) auf­weist, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprü­che, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkpunkte (38, 39) für das Verschwenken der Radsätze (3, 3ʹ) auf der einen Seite der Längsmittelebene (4) des Drehgestells (2, 2ʹ) liegen und der Anlenkpunkt (31) für den Wagen­kasten (1) auf der andern Seite der Längsmittelebene (4) oder in dieser selbst liegt.1. bogie for a rail vehicle with at least two wheel sets and at least one passive steering device (30), which each pivotably connects two wheel sets (3, 3ʹ) to each other and a third, with articulation point (31) provided control lever (32) for pivoting connection to a Car body (1), preferably according to at least one of the claims, characterized in that the articulation points (38, 39) for pivoting the wheel sets (3, 3ʹ) on one side of the longitudinal center plane (4) of the bogie (2, 2ʹ) lie and the articulation point (31) for the car body (1) on the other side of the longitudinal median plane (4) or in this itself. 2. Drehgestell, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei spiegelbildlich zur Längsmittelebene (4) angeordnete Lenkeinrichtungen (30).2. bogie, preferably according to at least one of the claims, characterized by two steering devices (30) arranged in mirror image to the longitudinal center plane (4). 3. Drehgestell, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, mit mindestens drei Radsätzen, dadurch ge­kennzeichnet, dass der vor- und nachlaufende Radsatz miteinander über mindestens eine Lenkeinrichtung (30) schwenkbar verbunden sind.3. bogie, preferably according to at least one of the claims, with at least three wheel sets, characterized in that the leading and trailing wheel set are pivotally connected to one another via at least one steering device (30). 4. Drehgestell, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkein­richtung (30) als Gestängeverbindung ausgebildet ist und vorzugsweise drei Hebel aufweist, z.B. einen Steuer­hebel (32) und zwei Steuerstangen (36, 37).4. bogie, preferably according to at least one of the claims, characterized in that the steering device (30) is designed as a linkage and preferably has three levers, for example a control lever (32) and two control rods (36, 37). 5. Drehgestell, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerhebel (32) im Festpunkt (33) des Drehgestells (2, 2ʹ) schwenk­bar gelagert ist.5. bogie, preferably according to at least one of the claims, characterized in that the control lever (32) in the fixed point (33) of the bogie (2, 2ʹ) is pivotally mounted. 6. Drehgestell, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstan­gen (36, 37) je einerends in Drehpunkten (34, 35) und andernends an Radsätzen (3, 3ʹ) in Gelenkpunkten (38, 39) gelenkig gelagert sind, wobei vorzugsweise in allen Schwenkpunkten (31, 33, 34, 35, 38, 39) gummielastische Elemente (9) angeordnet sind.6. bogie, preferably according to at least one of the claims, characterized in that the control rods (36, 37) are each articulated at one end in pivot points (34, 35) and at the other end on wheel sets (3, 3ʹ) in pivot points (38, 39) Elastic elements (9) are preferably arranged in all pivot points (31, 33, 34, 35, 38, 39). 7. Schienenfahrzeug, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei Drehgestelle.7. Rail vehicle, preferably according to at least one of the claims, characterized by at least two bogies. 8. Schienenfahrzeug, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, gekennzeichnet durch die Beziehung α > φ bei Kurvenfahrten.8. Rail vehicle, preferably according to at least one of the claims, characterized by the relationship α> φ when cornering. 9. Schienenfahrzeug, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ein­stellwinkel (Ψ) eines Radsatzes (3, 3ʹ) stets kleiner ist als der Verdrehwinkel (φ) der gummieleastischen Elemente (9) und dieser (φ) kleiner ist als der Aus­drehwinkel (α) eines Drehgestells (2, 2ʹ) unter dem Wagenkasten (1).9. Rail vehicle, preferably according to at least one of the claims, characterized in that the setting angle (Ψ) of a wheel set (3, 3ʹ) is always smaller than the angle of rotation (φ) of the rubber-elastic elements (9) and this (φ) is smaller than the turning angle (α) of a bogie (2, 2ʹ) under the body (1). 10. Schienenfahrzeug, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass α und φ sich umgekehrt zueinander ändern.10. Rail vehicle, preferably according to at least one of the claims, characterized in that α and φ change vice versa.
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